User position estimation based on gradient descent oferror of geostationary satellites' elevation angle
Sabit yörünge uyduların yükseklik açısı ile gradyan inişitabanlı kullanıcı konumu kestirimi
- Tez No: 785526
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET KEMAL ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Medipol Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği ve Fiber Sistemler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 51
Özet
Konum kestirimi insanlık tarihinin başından beri önemli bir görev olmuştur. Turistik seyahatlerden, lojistik uygulamalarına günümüze kadar bir çok alanda ihtiyaç duyulan konum kestirimi/tespiti günümüzde otonom araçların popülerliğinin artması ile farklı bir boyuta taşınmıştır. Artık konum kestiriminin daha doğru ve hızlı bir şekilde tamamlanması otonom araçların günlük hayatımıza girişinde bir kriter olarak yer almaktadır. Hali hazırda var olan konumlandırma sistemleri (Küresel Konumlandırma Uydu Sistemleri - GNSS) her ne kadar günümüz ihtiyaçlarını karşılayabilir olsada ilerleyen teknoloji için yetersiz kalacaktır, ve bunun başlıca sebepleri uydu sinyallerinin kapalı ve kentsel alanlarda bozunuma uğraması ve bazı kırsal bölgelerde görüş alanı (Field of View) içerisinde yeterli sayıda uydu bulunmaması. Ayrıca bahsedilen GNSS uyduları GPS, GLONASS benzeri konumlandırma sistemleri dahilinde olup bu sistemlerde farklı ülkelerin konrolü altındadır. Bu sebeplerden ötürü literatürde alternatif konumlandırma yöntemleri üzerine bir çok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmaların başlıca amaçları hali hazırda var olan konumlandırma sistemlerini destekleyerek konum kestiriminin doğruluğunu arttırıp daha kısa bir sürede tamamlanmasını sağlamak, bağımsız çalışan bir konumlandırma sistemi ile politik sebeplerden ötürü kısıtlamalar olsa bile güvenli bir şekilde bu ihtiyacı yerine getirebilmektir. Bu çalışmada sabit yörünge uydularının televizyon canlı yayın sinyallerinin varış açısı kullanılarak tekrarlamalı gradian azalması tabanlı konum kestirimi önerilmiştir. Sabit yörünge uydularının bu görevi gerçekleştirmek için bir çok avantajı bulunmaktadır. Bu avantajlar, konumlarının dünyaya göreceli olarak sabit olması, kapsama alanlarının zaman ile değişmemesi ve kesintisiz televizyon canlı yayın sinyalleri yayınlamaları. Böylece kullanıcı belirli bir bölge içerisinde tanımlanmış uyduları kullanarak herhangi bir zamanda ölçüm alarak konum kestirimi yapabilir ayrıca yapılan ölçümler zamana bağlı olarak değişmeyeceği için sonradan tekrarlanabilir. Varış açısının konumlandırma görevinde avantajı, pahalı ve karmaşık zaman senkronizasyonu ihtiyacını ortadan kaldırmasıdır. Fakat sabit yörünge uydu sinyallerinin varış açısını kullanmanın bir de dezavantajı vardır. Bu dezavantaj ise sabit yörünge uydularının yüksekliklerinden kaynaklı, varış açılarındaki ölçüm hatalarının konum kestirim hatasına etkisidir. Önerilen yöntemin gürültüsüz gerçekleştirilen simülasyon deneylerinde çok iyi sonuçlar verdiği görülmesine rağmen gürültülü saha deneylerinde konum kestirimi hatasının yüksek olduğu görülmüştür. Bunun başlıca sebebi önerilen senaryoda kullanılan referans konum noktaları olan sabit yörünge uydularının kullanıcı konumlarına olan uzaklığıdır. Referans konum noktalarının kullanıcı konumuna daha yakın olduğu senaryolarda (örn. Karasal yayın sinyalleri ile) önerilen konumlandırma yönteminin daha başarılı sonuçlar vermesi beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Position estimation has been an essential task since the beginning of human history. Location estimation/detection, which is needed in many areas, from touristic travels to logistics applications, has moved to a different dimension with the increasing popularity of autonomous vehicles today. Completing the location estimation more accurately and quickly is now a criterion for introducing autonomous vehicles into our daily lives. Although existing positioning systems (Global Positioning Satellite Systems - GNSS) can meet today's needs, they will be insufficient for advancing technology, and this is mainly due to the degradation of satellite signals in closed and urban areas and an insufficient number of satellites in line of sight (Line of View) in some rural areas. In addition, the mentioned GNSS satellites are included in GPS and GLONASS-like positioning systems and are under the control of different countries in these systems. For these reasons, many studies have been carried out on alternative positioning methods in the literature. The primary purposes of these studies are to support the existing positioning systems, to increase the accuracy of the position estimation, and to ensure that it is completed in a shorter time, to fulfill this need safely even if there are restrictions due to political reasons with an independent positioning system. In this study, iterative gradient decent based position estimation is proposed by using the angle of arrival of television live broadcast signals of geostationary satellites. Geostationary satellites have many advantages to accomplishing this task. These advantages are that their location is relatively fixed to the world, their coverage does not change with time, and they broadcast uninterrupted television live broadcast signals. Thus, the user can estimate the location by taking measurements at any time using defined satellites in a particular region. The measurements can be repeated later as they will not change depending on time. The advantage of the arrival angle in the positioning task is that it eliminates the need for expensive and complex time synchronization. However, there is a disadvantage to using the angle of arrival of geostationary satellite signals. This disadvantage is the effect of measurement errors in arrival angles on the position estimation error due to the height of geostationary satellites. Although it was seen that the proposed method gave outstanding results in the simulation experiments performed without noise, it was observed that the position estimation error was high in the noisy field experiments. The main reason for this is the distance of the geostationary satellites, the reference position points used in the proposed scenario, from the user positions. In scenarios where reference position points are closer to the user position (e.g., with terrestrial broadcast signals), the proposed positioning method is expected to yield more successful results.
Benzer Tezler
- Hareketli baz istasyonu aracılığı ile parçacık filtresi kullanılarak alınan sinyal güç göstergesi tabanlı konumlama
Use of particle filtering in received signal strength indicatior based localization by drone base stations
ŞERİFE SENEM KARAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA GİRİCİ
- Communications for the planet mars: Past, present, and future
Mars haberleşmesi: Geçmiş, günümüz ve gelecek
ENES KÖKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- Enhanced positioning methods for next generation mobile networks
Yeni nesil mobil ağlar için gelişmiş konumlandırma yöntemleri
GÖKHAN ÇELİK
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGebze Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASARİ ÇELEBİ
- Sağlık örgütlenmesi yaklaşımları ve Türkiye'de hastane binalarını prefabrikasyon teknolojilerine göre planlama sorunu üzerinde bir araştırma
An approach to health organizations and a research on the problem of planning hospital buildings with prefabrication technologies in Turkey
GAYE OĞULTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL KULAKSIZOĞLU
- Kapalı alan konum belirlemede RFID ve UWB teknolojilerinin performans karşılaştırılması
The performance comparison of RFID and UWB technologies in indoor positioning
ÖMER FARUK BAĞDATLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZDEMİR